Разделение суспензий в химической промышленности - Малиновская Т.А.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 1-3 показано влияние на выбор оборудования й эффективность его работы фильтрационных и физико-химических свойств суспензий, проявляющихся на микроуровне. Электроки-нетические явления, степень гидрофильности поверхности твердой фазы, вместе с составом и pH фильтрата, размером ис-
18
Структура и сризи-ко-химические свой ства фильтрующих
.Выбор оборудования и \ ¦Ъсрентивность его работы \
Рис. 1-3. Влияние фильтрационных и физико-химических свойств суспензий
на выбор оборудования.
/
/
ходных частиц оказывают влияние /на пористость, прони-. даемость, прочность структуры /(структурно-механические или реологические свойства осадка) и > его сжимаемость, .а через эти основные свойства/осадка — на эффективность процессов фильтрования, промывки, обезвоживания и удаления осадка с фильтра, сле^бвательно, на выбор конструкции фильтра. '/
У грубодисперсных суспейзий с размерами частиц от сотен мкм и выше, образующих/Несжимаемые или очень слабо сжимаемые осадки, проницаемость осадка непосредственно связана с размерами исходных частиц, которые в данном случае определяют размер пор,(между крупными частицами.
Проницаемость осадков зависит не только от их пористости, но и от прочности пористой структуры, например от способности1 сжиматься при увеличении перепада давления.
При увеличении степени агрегации в агрегаты собираются всё более крупные агломераты частиц с меньшей удельной поверхностью контакта. Прочность стыков между более крупными агрегатами меньше, чем между мелкими агрегатами или отдельными частицами. Этим объясняется более низкая прочность высокопористых осадков и более высокая их сжимаемость. j I I
На скорость фильтрования оказывают влияние1 также такие «факторы, как содержание твердой фазы в суспензии, вязкость «фильтрата и скорость осаждения твердой фазы.
Осаждение используется И как самостоятельный процесс для разделения суспензии, например, в осадителях, отстойных центрифугах, сепараторах. Твердая фаза в той или иной мере почти всегда осаждается' при фильтровании и воздействует на процесс. Осаждение грубодисперсных суспензий связано с раз-1 мером и формой частиц твердой фазы, разностью : плотностей I твердой и жидкой фаз, вязкостью последней и содержанием твердой фазы 'в суспензии. Для случая высокодисперсных суспензий характер взаимосвязей усложняется в результате влияния степени агрегации частиц и плотности агрегатов, которые i зависят от перечисленных выше факторов и содержания’ твердой фазы в суспензии, j
На процесс промывки (расход промывных вод, качество и длительность промывки) оказывает влияние множество факторов, связанных как со структурой осадка: проницаемость, пористость, прочность структуры, так и с составом суспензии и фор-1 мами связи вымываемого вещества с твердой фазой: адсорбция поверхностью твердой фазУ, молекулярная диффузия из застойных зон или простое вытеснение маточника из пор , «садка. 1
В процессе промывки прочность структуры играет значительно большую роль, чем в процессе фильтрования, так как при замене фильтрата промывной жидкостью часто нарушается
¦ физико-химическое равновесие на:; границе твердой фазы с жид-
20
костью, что приводит Послаблению связи частиц в агрегатах и частичному или полному разрушению последних.
Обезвоживание и удаление осадка с перегородки также связаны, в первую очередь, со структурой слоя и ее прочностью. Проницаемость и прочность структуры осадка определяют кинетику процессов обезвоживания, проводимых продувкой воздухом и механическим отжимом. Количество прочно связанной влаги, определяющее конечную влажность после обезвоживания, в свою очередь, зависит от состава суспензии и физико-хи-мических свойств твердой и жидкой фаз. . ,
Возможность и полнота механического удаления1 осадка с перегородки, а также фильтрационные свойства фильтрующей перегородки после удаления с нее осадка зависят от исходного размера частиц и. влагосодержания осадка. Обычно осадки, состоящие из монодисперсных крупных частиц, имеют низкое влагосодержание, рассыпчаты^ легко могут быть;удалены любыми съемными приспособлениями. В осадках,; состоящих из агрегированных частиц, влагосодержание : более' высокое даже после длительного отжима. .Осадки с конечным влагосодержа-нием 60% и выше часто растрескиваются при продувке, плохо отделяются от ткани. В ряде случаев'при механическом воздействии такие осадки разжижаются, становятся липкими — «текут», и прилипают к тканям и деталям фильтра.
Свойства осадков рассыпаться, растрескиваться, разжижаться или, наоборот, затвердевать при механическом воздействии называются структурно-механическими или реологическими свойствами [25]. Эти свойства мы будем включать также в понятие «прочность структуры». Реологические свойства осадка тесно связаны с адгезионными свойствами и в оснорном определяют выбор конструкции съемных приспособлений на фильтре. Возможность полного механического удаления осадка с йе-регородки и из'фильтра во многих случаях определяет работоспособность конструкции, поэтому при экспериментальном обследовании свойств суспензий и осадков, характеру осадка, его структуре и реологическим свойствам должно быть уделено самое серьезное внимание. При выборе конструкции оборудования и его технологическом расчете немаловажную роль играет воспроизводимость фильтрационных свойств суспензии и их стабильность во времени. Под воспроизводимостью фильтрационных свойств понимается возможность получения одинаковых результатов фильтрования в одном и том же режиме для суспензий, взятых из различных производственных операций, в различное время или из различных опытов химика, синтезировавшего суспензию. Под фильтрационной стабильностью понимается воспроизводимость фильтрационных свойств одной и той же суспензии во времени.
